黑龙江省2024-2025学年高一下学期3月联考物理试题（解析版）

这是一份黑龙江省2024-2025学年高一下学期3月联考物理试题（解析版），共18页。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上．
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效．
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回．
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．
1. 关于做曲线运动或圆周的物体，下列说法正确的是（ ）
A. 物体做曲线运动时，加速度一定变化
B. 物体做圆周运动时，速度大小一定变化
C. 物体所受的合外力方向可能与初速度方向在同一直线上
D. 物体做斜抛运动时，速度改变量的方向一定是竖直向下
【答案】D
【解析】AC．物体做曲线运动是由于物体的速度方向与受力方向不在同一直线上，但物体所受合外力不变时，其加速度不变，比如抛体运动的物体，其加速度就是恒定的，AC错误；
B．物体做圆周运动时，速度大小可以不变，如匀速圆周运动，但方向时刻在变，B错误；
D．物体做斜抛运动时，其加速度为重力加速度，根据加速度的定义可知
解得
所以物体速度改变量方向与重力加速度的方向一致，都是竖直向下的，D正确。
故选D。
2. 七月的哈尔滨迎来暑期旅游旺季，松花江畔“尔滨”音乐码头处，A、B两艘满载“南方小土豆”的游船在江面上做匀速圆周运动，在相同的时间内，它们通过的路程之比为，运动方向改变的角度之比为，它们的向心加速度之比为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为相同时间内它们通过的路程之比是，运动方向改变的角度之比为，根据
，
可知它们的线速度之比为，角速度之比为；根据
可知它们的向心加速度之比为。
故选C。
3. 如图所示，带有一白点的灰色圆盘，绕过其中心且垂直于盘面的轴沿逆时针方向匀速转动，转速n＝20 r/s。在暗室中用每秒闪光18次的频闪光源照射圆盘，则观察到白点（ ）
A. 逆时针转动，周期为1sB. 逆时针转动，周期为0.5s
C. 顺时针转动，周期为1sD. 顺时针转动，周期为0.5s
【答案】B
【解析】由题意黑色圆盘，可绕过其中心，垂直于盘面的轴匀速转动，每秒沿逆时针方向旋转20圈，即频率为
在暗室中用每秒闪光18次的频闪光源照射圆盘，即
则
所以观察到白点逆时针旋转，则有
所以观察到白点每秒逆时针旋转2圈，即转动周期为
故选B。
4. 某跳伞运动员打开降落伞降落，在无风的时候落地速度为4m/s，现在有水平方向的风，风使他获得3m/s的水平速度，则下列说法正确的是（ ）
A. 运动员的落地速度为7m/s
B. 运动员的落地速度为12m/s
C. 有水平方向的风时落地时间将变长
D. 有无水平方向的风落地时间均相同
【答案】D
【解析】AB．运动员的落地速度为
故AB错误；
CD．根据运动的独立性可知，水平方向的风不影响竖直方向的运动，则有无水平方向的风落地时间均相同，故C错误，D正确。
故选D。
5. 小船以的速度沿垂直于河岸的方向匀速向对岸行驶，河宽，如果河水流速是，则下列说法正确的是（ ）
A. 小船过河需要
B. 小船到达正对岸
C. 小船到达对岸时在下游处
D. 如果水流速度超过小船速度，小船过不了河
【答案】C
【解析】A．依题意，可得小船过河时间为
故A错误；
B．由于船在静水中的速度方向垂直指向对岸，根据矢量叠加原理可知，该船的合速度方向不可能垂直指向对岸，即船不能垂直到达正对岸，故B错误；
C．根据合运动的独立性和等时性，可求得船到达对岸时在下游
处，故C正确；
D．如果水流速度超过小船速度，根据矢量叠加原理可知，小船的合速度方向也能够指向对岸（只是不能指向正对岸），该汽艇也能过河，故D错误。
故选C。
6. 如图甲所示，轻杆的一端固定一小球（可视为质点），另一端套在光滑的水平轴O上，水平轴的正上方有一速度传感器（图中未画出），可以测量小球通过最高点时的速度大小v，水平轴O处有一力传感器（图中未画出），可以测量小球通过最高点时水平轴受到的杆的作用力F，若取竖直向下为F的正方向，在最低点时给小球不同的初速度，得到的（v为小球在最高点时的速度）图像如图乙所示，取重力加速度大小。下列说法正确的是（ ）
A. 小球的质量为10kg
B. 轻杆的长度为1.8m
C. 若小球通过最高点时的速度大小为，则轻杆对小球的作用力大小为6.4N
D. 若小球通过最高点时的速度大小为，则小球受到的合力为0
【答案】C
【解析】AB．设杆的长度为L，水平轴受到的杆的作用力F与杆对小球的作用力大小相等、方向相反，因此对小球受力分析有
整理可得
对比题图乙可得
，
故AB错误；
C．当时，解得
则杆对小球的作用力大小为6.4N，故C正确；
D．若小球通过最高点时的速度大小为，则小球受到的合力
故D错误。
故选C。
7. 如图所示，在水平圆盘上，沿半径方向放置物体A和B，质量分别为和，它们分居在圆心两侧，与圆心距离为，，中间用细线相连，A、B与盘间的动摩擦因数均为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，若圆盘从静止开始绕中心转轴非常缓慢地加速转动，，以下不正确的是（ ）
A. B的摩擦力先达到最大
B. 若，，当时，AB两物体出现相对滑动
C. 若，，则AB两物体不可能出现相对滑动
D. 若，，则时，AB两物体将出现相对滑动
【答案】B
【解析】A．A的静摩擦力达到最大时的临界角速度满足
解得
同理可得B的静摩擦力达到最大时的临界角速度为
则当圆盘转动的角速度逐渐变大时，B先达到临界角速度值，则B的摩擦力先达到最大，故A正确，不满足题意要求；
B．若，，当角速度达到B的临界角速度，绳子开始产生张力，由于B所需的向心力大于A所需的向心力，则产生拉力后，A的摩擦力先减小后反向增大，当A的摩擦力达到最大时，此时对B、A分别有
解得
则当时，AB两物体出现相对滑动，故B错误，满足题意要求；
C．若，，当角速度达到B的临界角速度，绳子开始产生张力，由于
可知B所需的向心力等于A所需的拉力，则产生张力后有
可知A所受的静摩擦力保持不变，则AB两物体不可能出现相对滑动，故C正确，不满足题意要求；
D．若，，当角速度达到B的临界角速度，绳子开始产生张力，由于A所需的向心力大于B所需的向心力，则产生拉力后，A的摩擦力继续增大，当A的摩擦力达到最大时，此时对B、A分别有
解得
则时，AB两物体将出现相对滑动，故D正确，不满足题意要求。
故选B。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分．每小题有多个选项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
8. 如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ）
A. 图a中汽车通过凹形桥的最低点时处于超重状态
B. 图b两个小球处于同一水平高度上，则两个小球的角速度相同
C. 图c中脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它所受到的向心力从而被甩出
D. 图d中火车转弯超过规定速度行驶时会挤压内轨
【答案】AB
【解析】A．当汽车通过最低点时，需要向上的向心力，则有
则处于超重状态，故A正确；
B．设绳与竖直方向上的夹角为，小球竖直高度为h，由牛顿第二定律有
得
两物体高度一致，则它们角速度大小相等，故B正确；
C．物体所受合外力不足以提供向心力才会做离心运动，故C错误；
D．超速时重力与支持力的合力不足以提供向心力，会挤压外轨产生向内的力，故D错误。
故选AB。
9. 骑自行车是一种绿色环保的出行方式．如图所示是某款自行车传动结构的示意图，该自行车的大齿轮、小齿轮与后轮的半径之比为，它们的边缘分别有A、B、C三个点，则下列说法正确的是（ ）
A. A、B两点的周期之比为
B. A、C两点的角速度之比为
C. B、C两点的线速度大小之比为
D. A、C两点的向心加速度大小之比为
【答案】BC
【解析】A．由题图可知，A、B两点线速度大小相等，即，由，可得A、B两点的周期之比为
故A错误；
C．由题图可知，B、C两点的角速度相等，由，可得B、C两点的线速度大小之比为
故C正确；
B．由于B、C两点的角速度相等，则B、C两点的周期相等，由，可得A、C两点的角速度之比为
故B正确；
D．由，可得A、C两点的向心加速度大小之比为
故D错误。
10. 跳台滑雪是一项勇敢者的运动，运动员在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出，在空中飞行一段距离后着陆。如图所示，某运动员从跳台A处沿水平方向飞出，在斜坡B处着陆，测得A、B间的距离为，斜坡与水平方向的夹角为。不计空气阻力，重力加速度g取，关于运动员下列说法正确的是（ ）
A. 在空中飞行的时间为B. 在A点飞出的速度大小为
C. 落在B点的速度大小为D. 在空中距斜坡最大距离为
【答案】AC
【解析】A．由平抛运动知识得，竖直方向
解得，运动员在空中的飞行时间为
A正确；
B．水平方向
解得，运动员在A处的速度大小为
B错误；
C．运动员在B点处的速度大小为
代入数据可得
C正确。
D．将与g向平行斜面方向与垂直斜面方向分解，当运动员垂直斜面方向的速度减为0时高斜面最远，如图
则有
在垂直斜面方向上，经时间速度减为0时高斜面最远，有
解得
最远的距离就是在垂直斜面方向上，速度减为0的位移
D错误。
故选AC。
三、非选择题：本题共5小题，共54分．
11. 图甲是某种“研究平抛运动”的实验装置，斜槽末端口 N 与 Q 小球离地面的高度均为 H，实验时，当 P 小球从斜槽末端与挡片相碰后水平飞出，同时由于电路断开使电磁铁释放 Q 小球，发现两小球同时落地， 改变 H 大小，重复实验，P 、Q 仍同时落地。（两球下落过程不发生碰撞）
（1）关于实验条件的说法，正确的有 。
A. 斜槽轨道必须光滑
B. P 球的质量必须大于Q球的质量
C. P小球每次必须从斜槽上相同位置无初速度释放
D. P小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放
（2）在某次实验过程中，将背景换成方格纸，通过频闪摄影方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的 照片，小球在平抛运动中的几个位置如图中的 a 、b 、c 、d 所示，图中每个小方格的边长为 L=1.6cm，则频闪相机的拍照频率f=________ Hz，该小球平抛时的速度大小 v0=______________m/s ，c点的竖直分速度大小为____m/s。（结果保留 2 位有效数字，重力加速度 g 取 10m/s2）
【答案】（1）D （2）25 0.80 .1.0
【解析】
【小问1解析】
A．在研究小球做平抛运动规律的实验中，并不需要斜槽轨道光滑，只要保证保证小球做平抛运动即可，斜槽是否光滑对实验没有影响，故A错误；
B．P球不与Q球直接发生碰撞，P球从斜槽上无初速度释放后在斜槽末端只需与挡片相碰就可使电路断开使电磁铁释放Q小球，这个对照实验验证了做平抛运动的小球在竖直方向做自由落体运动，与P、Q之间的质量无关，故B错误；
CD．该实验过程只为验证做平抛运动的小球在竖直方向做自由落体运动，并不是为了得到平抛运动的轨迹，因此不需要保证小球每次做平抛运动的初速度相同，所以P小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放，故C错误，D正确。
故选D。
小问2解析】
平抛运动在竖直方向做自由落体运动，在竖直方向由逐差相等可得
解得
s
根据周期与频率之间的关系可得
Hz
水平方向做匀速直线运动，根据坐标纸中的点迹可得，在水平方向
解得
根据匀变速直线运动中，一段时间内平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可知在c点竖直分速度
12. 某学习小组利用如图所示的装置“探究向心力大小的表达式”实验，所用向心力演示器如图（a）所示，待选小球是质量均为2m的球1、球2和质量为m的球3，标尺1和2可以显示出两球所受向心力的大小。图（b）是演示器部分原理示意图，其中皮带轮①、④的半径相同，轮②的半径是轮①的1.6倍，轮③的半径是轮①的2倍，轮⑤的半径是轮④的0.8倍，轮⑥的半径是轮④的0.5倍；两转臂上黑白格的长度相等；A、B、C为三根固定在转臂上的挡板可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压，从而提供向心力。
（1）在探究向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径之间的关系时我们主要用到了物理学中的（ ）
A. 理想实验法B. 等效替代法C. 控制变量法D. 演绎法
（2）若两个钢球的质量和运动半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出A、C位置两钢球所受向心力的比值为1:4，则塔轮1和塔轮2转动的角速度之比为____。
（3）若将球1、2分别放在挡板B、C位置，将皮带与轮①和轮④相连则是在研究向心力的大小F与（ ）的关系。
A. 转动半径rB. 质量mC. 角速度ωD. 线速度v
（4）若将球1、3分别放在挡板B、C位置，转动手柄时标尺1和标尺2示数的比值为1:4，则可判断与皮带连接的变速塔轮为（ ）
A. ①和④B. ②和⑤C. ③和⑥D. ③和④
【答案】（1）C （2）1：2 （3）A （4）C
【解析】
【小问1解析】
在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时主要用到了物理学中的控制变量法，即研究向心力的大小F与质量m的关系时，需要保证角速度ω和半径r不变。
故选C。
【小问2解析】
若两个钢球的质量和运动半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出A、C位置两钢球所受向心力的比值为1:4，即
则塔轮1和塔轮2转动的角速度之比为
【小问3解析】
若将球1、2分别放在挡板B、C位置，则两小球做圆周运动的半径不同；将皮带与轮①和轮④相连，两小球转动的角速度相等，则是在研究向心力的大小F与转动半径的关系。故A正确，BCD错误。
故选A。
【小问4解析】
若将球1、3分别放在挡板B、C位置，则球1、3的轨道半径之比为
转动手柄时标尺1和标尺2示数的比值为1:4，则球1、3所受向心力之比为
球1、3的质量之比为
由可知球1、3转动的角速度之比为
由皮带传动的变速塔轮的边缘的线速度大小相等，，所以球1、3所在变速塔轮的半径之比为
由于轮①、④的半径相同，轮③的半径是轮①的2倍，轮⑥的半径是轮④的0.5倍，可知轮③的半径是轮⑥的4倍，则可判断与皮带连接的变速塔轮为③和⑥。
故选C。
13. 如图，一个质量为18kg的小孩坐在游乐场的旋转木马上，绕中心轴在水平面内做匀速圆周运动，圆周的半径为5.0m。当小孩的线速度大小为2.0m/s时，求：
（1）小孩角速度大小；
（2）小孩向心加速度大小；
（3）小孩所受合外力大小和方向。
【答案】（1）0.4rad/s；（2）0.8m/s2；（3）14.4N，始终垂直指向中心轴
【解析】（1）由
可得小孩在运动过程中角速度大小为
（2）由
可得小孩向心加速度大小为
（3）根据牛顿第二定律可知，小孩在运动过程中所受合外力大小为
方向始终垂直指向中心轴。
14. 甲、乙两位运动员在体育场进行投掷标枪训练。甲站在A点，将标枪以的初度沿与水平方向间夹角方向掷出，乙站在B点，将标枪以某一初速度水平掷出，两支标枪都在水平地面上的C点插入地面。甲投掷标枪投出点的高度，乙投掷标枪投出点的高度，A、B两点间的距离，两标枪的飞行轨迹如图所示。不计空气阻力，重力加速度，求：
（1）甲掷出的标枪在飞行过程中离地面的最大高度H；
（2）甲掷出的标枪在空中运动的时间t；
（3）乙掷出的标枪初速度的大小。
【答案】（1）24.2m （2）4.2s （3）20m/s
【解析】
【小问1解析】
甲做斜抛运动，竖直方向做竖直上抛运动，利用逆向思维有
甲掷出的标枪在飞行过程中离地面的最大高度
解得
【小问2解析】
甲做斜抛运动，竖直方向做竖直上抛运动，则有
解得
【小问3解析】
做斜抛运动，水平方向做匀速直线运动，则有
结合题意可知，乙水平分位移为
乙做平抛运动，则有
解得
15. 如图所示，有一个可视为质点的质量为的小物块，从光滑平台上的点以的初速度水平飞出，到达点时，恰好沿点的切线方向进入固定在地面上的竖直圆弧轨道，圆弧轨道的半径为，点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角，不计空气阻力，取重力加速度。（，）。求：
（1）、两点的高度差；
（2）若小物块恰好能经过圆弧轨道最高点，求小物块经过点时的速度大小。
（3）若小物块经过圆弧轨道最低点时速度为，求小物块经过点时对轨道的压力。
【答案】（1） （2） （3）100N，方向竖直向下
【解析】
【小问1解析】
由题意可知，小物块在B点的速度为
小物块在B点竖直方向的分速度为
根据平抛运动在竖直方向为自由落体可知
【小问2解析】
小物块恰好能经过圆弧轨道最高点D，此时重力恰好提供向心力
解得
【小问3解析】
小物块运动到C点时，设轨道对小物块的支持力为N，根据牛顿第二定律
解得
根据牛顿第三定律，小物块对轨道的压力等于轨道对小物块的支持力，为100N，方向竖直向下。